Bihar Board Class 9 Science Solutions Chapter 4
प्रश्न श्रृंखला # 01 (पृष्ठ संख्या 53)
प्रश्न 1. केनाल किरणें क्या हैं?
उत्तर: केनाल किरणें धनावेशित विकिरण होती हैं, जिनकी खोज ई. गोल्डस्टीन ने वर्ष 1886 में की थी। इनके माध्यम से उप-परमाण्विक कण ‘प्रोटॉन’ की खोज संभव हुई। प्रोटॉन का आवेश इलेक्ट्रॉन के आवेश के बराबर परंतु विपरीत (धनात्मक) होता है और इसका द्रव्यमान इलेक्ट्रॉन की तुलना में लगभग 2000 गुना अधिक होता है।
प्रश्न 2. यदि किसी परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटॉन है, तो इसमें कोई आवेश होगा या नहीं?
उत्तर: परमाणु पर कोई कुल (net) आवेश नहीं होगा। प्रोटॉन (+1) तथा इलेक्ट्रॉन (-1) के आवेश परिमाण में समान परंतु विपरीत दिशा में होते हैं, जो एक-दूसरे को संतुलित कर देते हैं।
प्रश्न श्रृंखला # 02 (पृष्ठ संख्या 56)
प्रश्न 1. परमाणु उदासीन है, इस तथ्य को टॉमसन के मॉडल के आधार पर स्पष्ट कीजिए।
उत्तर: जे. जे. टॉमसन के मॉडल के अनुसार:
- परमाणु एक धनावेशित गोला होता है जिसमें इलेक्ट्रॉन धंसे होते हैं।
- ऋणात्मक (इलेक्ट्रॉन) और धनात्मक आवेश परिमाण में बराबर होते हैं, जिससे संपूर्ण परमाणु वैद्युतीय रूप से उदासीन रहता है।
प्रश्न 2. रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल के अनुसार, परमाणु के नाभिक में कौन-सा अवपरमाणुक कण विद्यमान है?
उत्तर: रदरफोर्ड के मॉडल के अनुसार परमाणु के नाभिक में धनावेशित कण (प्रोटॉन) विद्यमान होता है।
प्रश्न 3. तीन कक्षाओं वाले बोर के परमाणु मॉडल का चित्र बनाइए।
उत्तर: [यहाँ नील्स बोर के तीन-कोशों (K, L, M) वाले परमाणु मॉडल का चित्र संलग्न करें]
प्रश्न 4. क्या अल्फा कणों का प्रकीर्णन प्रयोग सोने के अतिरिक्त दूसरी धातु की पन्नी से सम्भव होगा?
उत्तर: नहीं, अन्य धातुओं से यह प्रयोग सटीक निष्कर्ष नहीं देगा। सोने की पन्नी अत्यंत पतली (लगभग 1000 परमाणुओं के बराबर) बनाई जा सकती है। मोटी पन्नी का उपयोग करने पर अधिकांश अल्फा कण टकराकर वापस लौट आएँगे, जिससे नाभिक की सटीक स्थिति का अनुमान लगाना कठिन हो जाएगा।
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प्रश्न श्रृंखला # 03 (पृष्ठ संख्या 56)
प्रश्न 1. परमाणु के तीन अवपरमाणुक कणों के नाम लिखें।
उत्तर: परमाणु के तीन अवपरमाणुक कण हैं — इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन एवं न्यूट्रॉन।
प्रश्न 2. हीलियम परमाणु का परमाणु द्रव्यमान 4u है और इसके नाभिक में दो प्रोटॉन होते हैं। इसमें कितने न्यूट्रॉन होंगे?
उत्तर:
परमाणु द्रव्यमान = प्रोटॉनों की संख्या + न्यूट्रॉनों की संख्या
4u = 2 + न्यूट्रॉनों की संख्या
न्यूट्रॉनों की संख्या = 4 – 2 = 2
प्रश्न श्रृंखला # 04 (पृष्ठ संख्या 57)
प्रश्न 1. कार्बन और सोडियम के परमाणुओं के लिए इलेक्ट्रॉन-वितरण लिखिए।
उत्तर:
- कार्बन (C, परमाणु संख्या = 6): K कोश = 2, L कोश = 4 (इलेक्ट्रॉन विन्यास: 2, 4)
- सोडियम (Na, परमाणु संख्या = 11): K कोश = 2, L कोश = 8, M कोश = 1 (इलेक्ट्रॉन विन्यास: 2, 8, 1)
प्रश्न 2. अगर किसी परमाणु का K और L कोश भरा है, तो परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या क्या होगी?
उत्तर:
K कोश में अधिकतम इलेक्ट्रॉन = 2
L कोश में अधिकतम इलेक्ट्रॉन = 8
कुल इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 2 + 8 = 10 इलेक्ट्रॉन (यह निऑन-Ne परमाणु है)।
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प्रश्न श्रृंखला # 05 (पृष्ठ संख्या 58)
प्रश्न 1. क्लोरीन, सल्फर और मैग्नीशियम की परमाणु संख्या से आप इनकी संयोजकता कैसे प्राप्त करेंगे?
उत्तर: यदि बाह्यतम कोश में 4 या उससे कम इलेक्ट्रॉन हों तो संयोजकता वही होती है; यदि 4 से अधिक हों तो संयोजकता = (8 – बाह्यतम इलेक्ट्रॉन)।
- क्लोरीन (Z = 17): विन्यास = 2, 8, 7 | संयोजकता = 8 – 7 = 1
- सल्फर (Z = 16): विन्यास = 2, 8, 6 | संयोजकता = 8 – 6 = 2
- मैग्नीशियम (Z = 12): विन्यास = 2, 8, 2 | संयोजकता = 2
प्रश्न श्रृंखला # 06 (पृष्ठ संख्या 59)
प्रश्न 1. यदि किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या 8 है और प्रोटॉनों की संख्या भी 8 है, तब:
(a) परमाणु की परमाणु संख्या क्या है?
(b) परमाणु का क्या आवेश है?
उत्तर:
(a) परमाणु संख्या (Z) = प्रोटॉनों की संख्या = 8
(b) चूंकि प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन बराबर हैं, परमाणु पर शून्य आवेश (अनावेशित) होगा।
प्रश्न 2. ऑक्सीजन और सल्फर-परमाणु की द्रव्यमान संख्या ज्ञात कीजिए।
उत्तर:
- ऑक्सीजन: प्रोटॉन (8) + न्यूट्रॉन (8) = 16 u
- सल्फर: प्रोटॉन (16) + न्यूट्रॉन (16) = 32 u
प्रश्न श्रृंखला # 07 (पृष्ठ संख्या 60)
प्रश्न 1. चिह्न H, D और T के लिए प्रत्येक में पाए जाने वाले तीन अवपरमाणुक कणों को सारणीबद्ध कीजिए।
उत्तर:
| समस्थानिक | संकेत | प्रोटॉन | इलेक्ट्रॉन | न्यूट्रॉन |
| प्रोटियम | ¹H₁ | 1 | 1 | 0 |
| ड्यूटीरियम | ²H₁ (D) | 1 | 1 | 1 |
| ट्राइटियम | ³H₁ (T) | 1 | 1 | 2 |
प्रश्न 2. समस्थानिक और समभारिक के किसी एक युग्म का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिखिए।
उत्तर:
- समस्थानिक: ¹²C₆ एवं ¹⁴C₆ (दोनों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 2, 4)
- समभारिक: ⁴⁰Ar₁₈ (विन्यास: 2, 8, 8) एवं ⁴⁰Ca₂₀ (विन्यास: 2, 8, 8, 2)
क्रियाकलाप 4.1 (पृष्ठ संख्या 52)
प्रश्न A. सूखे बालों पर कंघी कीजिए। क्या कंघी कागज के छोटे-छोटे टुकड़ों को आकर्षित करती है?
उत्तर: हाँ, सूखे बालों में कंघी करने से घर्षण के कारण कंघी ऋणावेशित हो जाती है। जब इसे कागज के टुकड़ों के पास लाते हैं तो यह उनमें प्रेरण द्वारा धनावेश उत्पन्न कर देती है, जिससे आकर्षण होता है।
प्रश्न B. काँच की एक छड़ को सिल्क के कपड़े पर रगड़िए और हवा से भरे गुब्बारे के पास लाइए। क्या होता है?
उत्तर: काँच की छड़ धनावेशित हो जाती है। गुब्बारे के पास लाने पर यह प्रेरण प्रक्रिया के कारण गुब्बारे को आकर्षित करती है।
अभ्यास प्रश्न उत्तर
प्रश्न 1. इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के गुणों की तुलना कीजिए।
उत्तर:
| गुण | इलेक्ट्रॉन (e⁻) | प्रोटॉन (p⁺) | न्यूट्रॉन (n⁰) |
| आवेश | ऋणात्मक (-1) | धनात्मक (+1) | उदासीन (0) |
| द्रव्यमान | नगण्य (1/2000 u) | 1 u | 1 u |
| स्थिति | नाभिक के बाहर कोशों में | नाभिक के अंदर | नाभिक के अंदर |
प्रश्न 2. जे. जे. टॉमसन के परमाणु मॉडल की क्या सीमाएँ हैं?
उत्तर: टॉमसन का मॉडल रदरफोर्ड के अल्फा कण प्रकीर्णन प्रयोग के परिणामों को स्पष्ट नहीं कर सका और इसका कोई मजबूत प्रायोगिक आधार नहीं था।
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प्रश्न 3. रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल की क्या सीमाएँ हैं?
उत्तर: यह मॉडल परमाणु के स्थायित्व की व्याख्या नहीं कर पाया, क्योंकि वर्तुलाकार मार्ग में चक्कर लगाता इलेक्ट्रॉन ऊर्जा का विकरण करेगा और अंततः नाभिक में गिर जाएगा।
प्रश्न 4. बोर के परमाणु मॉडल की व्याख्या कीजिए।
उत्तर: नील्स बोर की मुख्य अवधारणाएँ:
- इलेक्ट्रॉन केवल कुछ निश्चित विविक्त कक्षाओं (Discrete Orbits) में ही चक्कर लगाते हैं।
- इन कक्षाओं में चक्कर लगाते समय इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा का विकिरण नहीं होता।
- इन कक्षाओं को K, L, M, N… या 1, 2, 3, 4… ऊर्जा स्तर कहा जाता है।
प्रश्न 5. पहले अठारह तत्वों के विभिन्न कक्षों में इलेक्ट्रॉन वितरण के नियम को लिखिए।
उत्तर: बोर-बरी नियम के अनुसार:
- किसी कक्षा में अधिकतम इलेक्ट्रॉन = 2n² (जहाँ n कक्षा की संख्या है)। K=2, L=8, M=18, N=32।
- सबसे बाहरी कोश में अधिकतम 8 इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं।
- पहले भीतरी कक्षाएँ पूरी भरती हैं, उसके बाद ही बाहरी कक्षा भरती है।
प्रश्न 6. सिलिकॉन और ऑक्सीजन का उदाहरण लेते हुए संयोजकता की परिभाषा दीजिए।
उत्तर: परमाणु द्वारा अपना अष्टक (Octet) पूरा करने के लिए साझा या स्थानांतरित किए जाने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या संयोजकता कहलाती है।
- सिलिकॉन (2, 8, 4): बाह्य कोश में 4 इलेक्ट्रॉन हैं, अतः संयोजकता = 4
- ऑक्सीजन (2, 6): अष्टक पूरा करने हेतु 2 इलेक्ट्रॉन चाहिए, अतः संयोजकता = (8 – 6) = 2
प्रश्न 7. उदाहरण के साथ व्याख्या कीजिए — परमाणु संख्या, द्रव्यमान संख्या, समस्थानिक और समभारिक। समस्थानिकों के दो उपयोग लिखिए।
उत्तर:
- परमाणु संख्या (Z): नाभिक में उपस्थित प्रोटॉनों की संख्या (उदा: हाइड्रोजन Z = 1)।
- द्रव्यमान संख्या (A): प्रोटॉनों + न्यूट्रॉनों का योग (उदा: कार्बन = 12 u)।
- समस्थानिक: एक ही तत्व के परमाणु जिनकी परमाणु संख्या समान परंतु द्रव्यमान संख्या भिन्न हो (उदा: ¹H, ²H, ³H)।
- समभारिक: भिन्न तत्वों के परमाणु जिनकी द्रव्यमान संख्या समान परंतु परमाणु संख्या भिन्न हो (उदा: ⁴⁰Ca, ⁴⁰Ar)।
उपयोग:
- यूरेनियम-235 का उपयोग परमाणु भट्टी में ईंधन के रूप में होता है।
- कोबाल्ट-60 का उपयोग कैंसर के इलाज में होता है।
प्रश्न 8. Na⁺ के पूरी तरह भरे हुए K व L कोश होते हैं — व्याख्या कीजिए।
उत्तर: सोडियम (Na) की परमाणु संख्या 11 (विन्यास: 2, 8, 1) है। जब यह 1 इलेक्ट्रॉन त्यागकर Na⁺ आयन बनाता है, तो इसमें 10 इलेक्ट्रॉन बचते हैं। इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (K=2, L=8) हो जाता है,
प्रश्न 9. ब्रोमीन के दो समस्थानिकों [⁷⁹Br (49.7%) तथा ⁸¹Br (50.3%)] के आधार पर औसत परमाणु द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।
उत्तर:
औसत द्रव्यमान = (79 × 49.7/100) + (81 × 50.3/100)
= 39.263 + 40.743 = 80.006 u
प्रश्न 10. तत्व X का परमाणु द्रव्यमान 16.2 u है, तो इसके समस्थानिकों ¹⁶X और ¹⁸X का प्रतिशत क्या होगा?
उत्तर: माना ¹⁸X का प्रतिशत = y%, तो ¹⁶X का प्रतिशत = (100 – y)%
18(y/100) + 16(100 – y)/100 = 16.2
2y + 1600 = 1620 ➔ 2y = 20 ➔ y = 10
अतः ¹⁸X = 10% एवं ¹⁶X = 90%
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प्रश्न 11. यदि Z = 3 हो तो तत्व की संयोजकता क्या होगी? तत्व का नाम भी लिखिए।
उत्तर: Z = 3 (इलेक्ट्रॉनिक विन्यास = 2, 1)। बाह्यतम कोश में 1 इलेक्ट्रॉन है, अतः संयोजकता = 1। यह तत्व लीथियम (Li) है।
प्रश्न 12. X (प्रोटॉन 6, न्यूट्रॉन 6) और Y (प्रोटॉन 6, न्यूट्रॉन 8) की द्रव्यमान संख्या ज्ञात कीजिए और इनमें संबंध बताइए।
उत्तर:
X की द्रव्यमान संख्या = 6 + 6 = 12
Y की द्रव्यमान संख्या = 6 + 8 = 14
दोनों की परमाणु संख्या (6) समान है परंतु द्रव्यमान भिन्न है, अतः ये समस्थानिक (Isotopes) हैं।
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प्रश्न 13. सही (T) और गलत (F) लिखें:
(a) जे. जे. टॉमसन ने प्रस्तावित किया था कि परमाणु के केन्द्रक में केवल न्यूक्लीयॉन्स होते हैं। — (F)
(b) एक इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन मिलकर न्यूट्रॉन का निर्माण करते हैं। — (F)
(c) इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान प्रोटॉन से लगभग 1/2000 गुना होता है। — (T)
(d) आयोडीन के समस्थानिक का इस्तेमाल टिंक्चर आयोडीन बनाने में होता है। — (F)
प्रश्न 14. रदरफोर्ड का अल्फा कण प्रकीर्णन प्रयोग किसकी खोज के लिए उत्तरदायी था?
उत्तर: (a) परमाणु केन्द्रक
प्रश्न 15. एक तत्व के समस्थानिक में होते हैं:
उत्तर: (c) न्यूट्रॉनों की अलग-अलग संख्या
प्रश्न 16. Cl⁻ आयन में संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या:
उत्तर: (b) 8
प्रश्न 17. सोडियम का सही इलेक्ट्रॉनिक विन्यास निम्न में कौन-सा है?
उत्तर: (d) 2, 8, 1
matric exam
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